JP3246949B2

JP3246949B2 - 噴射記録方法

Info

Publication number: JP3246949B2
Application number: JP20139992A
Authority: JP
Inventors: 利治乾; 一浩中島; 雅典竹之内; 朗浅井; ▲吉▼久滝沢; 尚雄八重樫; 勝浩城田; 典夫大熊; 昌士宮川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-08-12
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 2002-01-15
Anticipated expiration: 2017-01-15
Also published as: JPH05193132A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録媒体の小滴を被記
録材に対して飛翔させて記録を行う噴射記録方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】噴射記録方法は、記録媒体（インク）の
小滴を飛翔させ、紙などの被記録材に付着させて記録を
行うものである。噴射記録方法の中でも特に、本出願人
が、特公昭６１−５９９１１号、特公昭６１−５９９１
２号、特公昭６１−５９９１４号において開示した、熱
エネルギーをインクに作用させてインク内に泡を発生さ
せ、インク内に発生した泡により液滴を吐出口（オリフ
ィス）から吐出させる方法によれば、記録ヘッドの高密
度マルチオリフィス化が容易に実現でき、高解像度、高
品質の画像を高速で記録できる。

【０００３】噴射記録方法には、上記のもの以外に例え
ば以下のものがある。

【０００４】特開昭５４−１６１９３５号公報では、図
１６に示すように、発熱体３０によって液室内のインク
３１をガス化させ、該ガス３２をインク滴３３と共に吐
出口より吐出させる方法が開示されている。該方法によ
れば、ガス３２をノズルより噴出させることによって、
オリフィスの目詰まりを防止できるとしている。尚、３
５は電極である。

【０００５】また、特開昭６１−１８５４５５号公報で
は、図１７に示すように小開口４０を有する板状部材４
１と発熱体ヘッド４２との微少間隙部４３に満たされた
液状インク４４を該発熱体ヘッドによって加熱し（図１
７（ａ），（ｂ））、発生した気泡４５によって小開口
４０からインク滴４６を飛翔させると共に、該気泡を形
成していたガスをも該小開口４０より噴出させて（図１
７（ｃ））、記録紙上に画像を形成する記録方法に関す
る記載がある。

【０００６】特開昭６１−２４９７６８号公報では、図
１８に示すように液状インク５０に熱エネルギーを作用
させて気泡を形成し、気泡の膨張力に基づいてインク小
滴５８を形成飛翔させると同時に該気泡を形成していた
ガスをも大開口５２より大気中に噴出させる記録方法に
ついて記載されている。尚、５１は発熱体である。

【０００７】特開昭６１−１９７２４６号公報には、図
１９に示すようにフィルム６０に設けられた複数の孔６
１に充填されたインク６２を、発熱素子６３を有する記
録ヘッド６４で加熱してインク６２中に泡６７を発生さ
せ、インク滴６５を被記録媒体６６に飛翔させる記録方
法について記録されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本出願人は、それまで
の噴射記録方法とは違う噴射記録方法を先に提案した。
この噴射記録方法は、記録媒体に記録信号に応じた熱エ
ネルギーを付与することにより前記記録媒体内に泡を発
生させ、この泡により記録媒体を吐出口から吐出させて
記録を行う際に、この泡を外気を連通させるもので（以
下、連通噴射記録方法）、この連通噴射記録方法による
と、記録媒体のスプラッシュやミストを防ぐことがで
き、被記録材や装置内を汚すことがない。また、この連
通噴射記録方法によると、発生した泡と吐出口との間の
記録媒体は全て吐出するため、飛翔する記録媒体の量
は、ノズルの形状とヒーターの位置によって決まり、従
って、飛翔する小滴量が常に一定な、安定した記録を行
うことができる。

【０００９】本発明は、本出願人の提案した連通噴射記
録方法の性能を更に向上させようとするものである。

【００１０】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
で、連通噴射記録方法の上述した利点を更に確実なもの
とすると共に、吐出量の一定した高速安定記録を可能と
する噴射記録方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の噴射記録方法
は、記録媒体を加熱して前記記録媒体内に泡を発生させ
る工程と、前記泡により前記記録媒体を吐出口から吐出
させる工程とを有し、前記泡を発生させる前記加熱の前
に、予備加熱を行うと共に、発生した前記泡が、該泡の
内圧が外気圧以下であるときに外気と連通することを特
徴とする噴射記録方法である。

【００１２】本発明は、本出願人が先に提案した連通噴
射記録方法を改良したもので、記録媒体を加熱して記録
媒体内の泡を発生させる前に記録媒体を予備加熱するも
のである。

【００１３】以下、図面を参照して本出願人が先に提案
した連通噴射記録方法について説明する。

【００１４】噴射記録方法において、記録媒体に熱エネ
ルギーが付与されると、記録媒体内に泡が発生し、この
泡発生により記録媒体を吐出口から吐出させる吐出エネ
ルギーが生ずる。

【００１５】図１に示す装置は、本発明の記録方法を実
施するための装置で、タンク２１に収容された記録媒体
は供給路２２を通って記録ヘッド２３に供給される。記
録ヘッド２３には、図２に示す記録ヘッドが使用でき
る。記録ヘッド２３には、駆動回路２５より記録信号が
送られ、記録信号に応じて記録ヘッド２３の吐出エネル
ギー発生手段（例えばヒーター）が駆動し、記録媒体の
小滴を吐出して紙等の被記録材２７に記録が行われる。

【００１６】ヘッド２３は、図２に示すように、基板１
上に平行に並べられた壁８と、液室１０を形成する壁１
４とが設けられている。更に、壁８、１４の上に天板４
が配置される。図２の（ａ）では、記録ヘッドの内部を
見やすくするため天板４を壁８、１４から離して示して
ある。天板４にはインク供給口１１が形成され、インク
供給口１１より液室１０に溶融した記録媒体が流入す
る。壁８と壁８の間は、溶融した記録媒体が通るノズル
１５となっており、各ノズル１５の途中の基板１上には
記録媒体に記録信号に応じた熱エネルギーを付与するた
めのヒーター２が設けられている。ヒーター２からの熱
エネルギーにより記録媒体に泡が発生し、記録媒体がノ
ズル１５の吐出口５から吐出する。

【００１７】記録ヘッド２３は、図３に示すように、通
常キャリッジ１０２に設置されて被記録材２７に記録を
行う。キャリッジ１０２は、一対の平行なガイドレール
１０３に沿って移動する。この移動に伴って所定のタイ
ミングで記録ヘッド２３から記録媒体の小滴が吐出し、
記録が行われる。被記録材２７は、搬送ローラ１０４お
よび１０５により矢印Ａ方向に移動して順次記録が行わ
れる。

【００１８】連通噴射記録方法では、熱エネルギーの付
与により記録媒体に発生した泡が膨張して所定の大きさ
になったところで吐出口５を突き抜け外気と連通する。
以下、この点について説明する。

【００１９】図４は、記録ヘッド２３に設けられた１本
のノズル１５の断面で、図４（ａ）は発泡前の状態を示
す。ヒーター２に瞬間的に電流を流し、パルス的にヒー
ター２近傍の記録媒体３を加熱すると、記録媒体３は急
速な沸騰を起こし勢いよく泡６が発生し、膨張を始める
（図４（ｂ））。泡６は膨張を続け、特にイナータンス
（慣性）の小さい吐出口５側へ成長し、更に、吐出口５
から突き抜け外気と連通する（図４（ｃ））。泡６より
吐出口５側の記録媒体は３、この瞬間までに泡６から与
えられた運動量のために前方へ飛び出し、やがて独立な
小滴７となって紙などの被記録材へ飛翔する（図４
（ｄ））。記録媒体３が飛び出した後、ノズル１５先端
部に生じた空隙には、後方の記録媒体３の表面張力とノ
ズル壁との漏れによって新たな記録媒体３が満たされ、
吐出前の状態に戻る。

【００２０】記録ヘッド２３は、従来の記録ヘッドに比
べ、ヒーター２の位置を吐出口５の方向に近づけた位置
に設けてある。これは泡を外気と連通させるために最も
簡便にとれる構成である。ヒーター２の発生する熱エネ
ルギー量、インク物性、記録ヘッド２３の各部の大きさ
（吐出口５とヒーター２間の距離、吐出口５やノズル１
５の幅及び高さ）などを所望に応じて選択することによ
り泡を外気と連通させることができる。

【００２１】ヒーター２を吐出口５にどのくらい近づけ
たら泡が外気と連通するかどうかについては一概には言
えないが、ヒーター２の吐出口側の端から吐出口５まで
の距離（図８に示す記録ヘッドの場合は、ヒーター２の
表面から吐出口５までの距離）が、５μｍ以上８０μｍ
以下、更には、１０μｍ以上６０μｍ以下であることが
好ましい。

【００２２】泡を外気と確実に連通させるために、吐出
口の高さＨ（図２（ａ）参照）をヒーターのところで測
定したノズルの幅Ｗと等しいか、より小さくすることが
好ましい。

【００２３】また、泡を外気と連通させるためには、ヒ
ーター２の幅を、ノズルの幅の５０％〜９５％、更に
は、７０％〜９０％とするのが好ましい。更には、加熱
手段２４によって溶融状態にあるインク粘度が１００ｃ
ｐｓ以下であることが好ましい。また、泡が外気と連通
しない場合に達するであろう泡の最大体積、もしくは、
泡の最大体積の７０％以上、より好ましくは８０％以上
の体積のときに泡が大気と連通するようにすることは好
ましいものである。

【００２４】連通噴射記録方法では、記録媒体中に生じ
た泡が外気と連通するため、泡と吐出口５との間にある
記録媒体が実質的に全て吐出する。従って、吐出する小
滴の体積は常に一定となる。従来の噴射記録方法では、
通常、記録媒体中に生じた泡は外気と連通せず、最大に
成長した後は収縮して消滅する。従来のように、記録媒
体中に生じた泡が外気と連通しない場合、泡と吐出口５
との間にある記録媒体は全てが吐出せず、部分的に吐出
するにすぎない。

【００２５】また、泡が外気と連通せずに最大に成長し
た後、収縮する噴射記録方法では、泡が収縮しても完全
に消滅せずにヒーター上に残る場合があった。このよう
にヒーター上に小泡が残ると、次の小滴吐出の際に、ヒ
ーター上に残った小泡のために泡の発生及び成長が正し
く行われないという問題がある。この点、泡を外気と連
通させる連通噴射記録方法では、泡と吐出口との間にあ
る記録媒体が全て吐出するためヒーター上に小泡が残る
ことがない。

【００２６】連通噴射記録方法では、記録ヘッド２３の
ヒーター２から吐出口５までのイナータンスが小さいた
め生起した泡の運動量が効率よく小滴７に享受される。
このため、従来の記録方法では吐出しにくかったもの、
即ち、常温で固体の記録媒体を融点以上に加熱して液化
したもののように、粘度の高いものでも安定的に吐出す
ることが可能である。また、連通噴射記録方法では、記
録媒体内に発生した泡が記録媒体の吐出時に外気と連通
するため、記録媒体の吐出スピードが非常に速くなる。
このため、記録媒体の小滴は被記録材上の目的のポイン
トに正確に付着すると共に、固体の記録媒体でも被記録
材上で盛り上がることがなく、薄く付着する。固体の記
録媒体が、被記録材上で薄く付着するという利点は、多
色のカラー画像を形成するために記録媒体を被記録材上
で重ねて付着させる場合に特に有効である。

【００２７】連通噴射記録方法では、ヒーター２により
生起された泡が吐出口５より外気と連通するときに、泡
の内圧が外気圧以下の条件で連通させるのが好ましい。

【００２８】図５は、泡の内圧（グラフａ）と泡の体積
（グラフｂ）の関係を示したグラフである。但し、図５
は泡が外気と連通しない場合のグラフである。図５にお
いて、時刻Ｔ＝ｔ₀ で、ヒーター２にパルス電流を流す
と記録媒体中に泡が発生して泡の内圧が急激に上昇す
る。泡は発生と同時に膨張を開始する。

【００２９】泡の膨張は、ヒーター２への電流印加が終
了してもすぐには終わらず、暫くの間続く。その結果、
泡の内圧は急激に低下して時刻Ｔ＝ｔ₁ で外気圧以下に
なる。泡はある程度膨張を続けた後、収縮し消滅する。

【００３０】従って、図６に示すように、時刻Ｔ＝ｔ₁
以降の時間、例えば時刻ｔ_a で泡を外気と連通させれ
ば、連通する直前の泡の内圧は外気圧以下となる。

【００３１】泡の内圧が外気圧以下の条件で泡を外気と
連通させて小滴を吐出させると、記録に不要なミスト状
の記録媒体が飛散するのを防ぐことができ、被記録材や
装置内を汚すことがない。

【００３２】従来から、噴射記録方法では、記録を行う
小滴以外に、スプラッシュしたミスト状の記録媒体（以
下、スプラッシュあるいはミストという）が、しばしば
吐出し、問題となっていた。連通噴射記録方法によれ
ば、泡を外気と連通する際に、泡を外気と連通する際に
泡の内圧を外気圧よりも低くすることでスプラッシュや
ミストを防ぐことができる。

【００３３】泡の内圧と外気圧との大小関係は、泡の内
圧を直接測定するのは難しいため、以下のようにして判
定するとよい。

【００３４】即ち、記録媒体が発泡を開始してから泡が
外気と連通するまでの時間における泡の体積Ｖ_b を測定
し、Ｖ_b の二次微分ｄ² Ｖ_b ／ｄｔ² を求めることによ
って泡の内圧と外気圧との大小関係を知ることができ
る。ｄ² Ｖ_b ／ｄｔ² ＞０であれば泡の内圧は外気圧よ
りも高く、ｄ² Ｖ_b ／ｄｔ² ≦０であれば泡の内圧は外
気圧以下である。図７で説明すると、発泡開始Ｔ＝ｔ₀
よりＴ＝ｔ₁ までは泡の内圧は外気圧よりも高くｄ² Ｖ
_b ／ｄｔ² ＞０となり、Ｔ＝ｔ₁ より泡が外気と連通す
るまでの時間Ｔ＝ｔ_a までは泡の内圧は外気圧以下であ
り、ｄ² Ｖ_b ／ｄｔ² ≦０となる。以上のようにＶ_b の
二次微分ｄ² Ｖ_b ／ｄｔ² を求めることで泡の内圧と外
気圧との大小関係を知ることができる。

【００３５】また、上記のＶ_b を測定するかわりに、泡
が発生してから記録媒体の小滴が飛翔するまでの間（図
４の（ａ）から（ｃ）の間）において、吐出口５から突
出した記録媒体３ａ（図４（ｂ）参照。以下、記録媒体
吐出部３ａ）のＶ_d を測定して、Ｖ_d の二次微分ｄ² Ｖ
_d ／ｄｔ² を求めることによっても泡の内圧と外気圧の
大小関係を知ることができる。即ち、ｄ² Ｖ_d ／ｄｔ²
＞０であれば泡の内圧は外気圧よりも高く、ｄ² Ｖ_d ／
ｄｔ² ≦０であれば泡の内圧は外気圧以下である。

【００３６】更に、図４（ｂ）を参照して吐出エネルギ
ー発生手段であるヒーター２の吐出口５側端部から泡６
の吐出口５側端部までの距離１_a を、ヒーター２の吐出
口５とは反対側の端部から気泡の吐出口とは反対側の端
部までの距離１_b に対して泡が外気と連通する直前にお
いて１_a ／１_b ≧１、好ましくは１_a ／１_b ≧２、より
好ましくは１_a ／１_b ≧４とすることにより、記録媒体
吐出後に吐出口近傍に生じた空隙部に新たな記録媒体が
満たされるまでの時間を短縮することができ、より一層
の高速記録が可能になる。１_a ／１_b は例えばヒーター
２の位置を吐出口５に近づければ大きくなる。

【００３７】図８は、記録ヘッドの他の例を示すもの
で、吐出口５がノズル１５の横方向に設けられている。
図８の記録ヘッドを使用した場合も、図４の記録ヘッド
と同様に泡６は外気と連通する。即ち、図８（ａ）に示
す発泡前の状態から、加熱手段２４により記録媒体３を
溶融した後、ヒーター２に通電すると、ヒーター２上に
泡６が発生する（図８（ｂ））。その後、泡６は膨張を
続け（図８（ｃ））、泡６と外気とが連通して小滴７が
吐出口５から飛び出す（図８（ｄ））。

【００３８】本発明は、上記の連通噴射記録方法におい
て、記録媒体内に泡を発生させる加熱（以下、発泡加
熱）の前に、泡を発生させない程度に予め記録媒体を加
熱（以下、予備加熱）しておくものである。

【００３９】予備加熱も発泡加熱も、ノズル１５内に設
けられたヒーター２により行われる。つまり、ヒーター
２にパルス状の電圧を印加することにより、予備加熱及
び発泡加熱が行われる。

【００４０】予備加熱は、例えば、図９に示すような１
つ以上のパルス（以下、予備加熱パルス）によって行わ
れる。図９（ａ）に示す予備加熱パルスは、パルス幅の
比較的長い１つのパルスである。図９（ｂ）に示す予備
加熱パルスは、電圧の違う２つのパルスである。本発明
においては、電圧の違うパルスは別のパルスと考える。
従って、図９（ｂ）のような階段状のパルスは２つのパ
ルスが間隔なく連なっているものである。図９（ｃ）に
示す予備加熱パルスは、パルス幅の比較的短い複数のパ
ルスで構成されたものである。図９（ｄ）は電圧の違う
複数のパルスで構成された予備加熱パルスである。

【００４１】発泡加熱は、１つのパルスによって行われ
る（発泡加熱を行うパルスを、以下発泡加熱パルスとい
う）。発泡加熱パルスは複数のパルスでもかまわない
が、泡が発生した以降に発泡加熱パルスを印加しても、
そのような発泡加熱パルスは何の意味もない。従って、
発泡加熱パルスは１つでも十分である。

【００４２】このように、本発明において予備加熱及び
発泡加熱は、一連の複数のパルスによって行われるが、
このような一連の複数のパルスの最後の１つが発泡加熱
パルスであり、発泡加熱以前のパルスが予備加熱パルス
である。

【００４３】記録媒体中に泡が発生するかしないかは、
パルスにより付与される付与エネルギーによる。

【００４４】１つの予備加熱パルスは、パルス幅０．２
〜１．５μｓｅｃ．、更には１μｓｅｃ．以下、特に
０．３〜０．８μｓｅｃ．が好ましく、電圧は４〜３５
Ｖが好ましい。予備加熱パルスと予備加熱パルスの間隔
は、０．８〜７．０μｓｅｃ．、更には１．０〜５．０
μｓｅｃ．が好ましい。

【００４５】１つの発泡加熱パルスは、パルス幅０．８
〜５．０μｓｅｃ．、更には１．０〜４．０μｓｅｃ．
が好ましい。電圧は１０〜３５Ｖが好ましい。

【００４６】予備加熱パルスの個数は、記録媒体として
常温で液状のものを使用する場合には、２〜３０個、更
には３〜２０個、特に３〜５個が好ましい。また、記録
媒体として常温で固体のものを使用する場合には、１０
〜６０個、更には２０〜５０個が好ましい。

【００４７】本発明の噴射記録方法に使用する記録媒体
としては、常温（５℃〜３５℃）で液状のもの、常温で
固体状のもののいずれでも良い。

【００４８】常温で液状の記録媒体は、例えば、水、有
機溶剤及び着色剤を含有し、更に必要に応じて添加剤を
含有する。

【００４９】常温液状の記録媒体に使用する有機溶剤と
しては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコー
ル、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコー
ル、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコー
ル、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、イソブチルアルコー
ル、ｎ−ペンタノール等の炭素数１〜５のアルキルアル
コール類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
ド等のアミド類；アセトン、ジアセトンアルコール等の
ケトンまたはケトアルコール類；テトラヒドロフラン、
ジオキサン等のエーテル類；ジエチレングリコール、ト
リエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジ
プロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポ
リエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の
オキシエチレン又はオキシプロピレン付加重合体；エチ
レングリコール、プロピレングリコール、トリメチレン
グリコール、ブチレングリコール、１，２，６−ヘキサ
ントリオール、ヘキシレングリコール等のアルキレン基
が２〜６個の炭素原子を含むアルキレングリコール類；
チオジグリコール；グリセリン；エチレングチコールモ
ノメチル（又はエチル）エーテル、ジエチレングリコー
ルモノメチル（又はエチル）エーテル、トリエチレング
リコールモノメチル（又はエチル）エーテル等の多価ア
ルコールの低級アルキルエーテル類；トリエチレングリ
コールジメチル（又はエチル）エーテル、テトラエチレ
ングリコールジメチル（又はエチル）エーテルの多価ア
ルコールの低級ジアルキルエーテル類；スルホラン、Ｎ
−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イ
ミダゾリジノン等が挙げられる。

【００５０】常温液状の記録媒体に使用する着色剤とし
ては、例えば、直接染料、酸性染料、食用染料、塩基性
染料、反応染料、分散染料、建染染料、可溶性建築染
料、反応分散染料、油性染料、各種顔料が挙げられる。

【００５１】常温で液状の記録媒体において、水の含有
量は記録媒体に対して５０〜９９重量％、更には６０〜
９８重量％、有機溶剤の含有量は記録媒体に対して１〜
５０重量％、更には２〜３０重量％、着色剤の含有量は
記録媒体に対して０．２〜２０重量％、更には０．５〜
１０重量％が好ましい。

【００５２】上記の成分以外に、常温で液状の記録媒体
には、各種の分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、表面張
力調整剤、蛍光増白剤等を必要に応じて添加することが
できる。

【００５３】記録媒体として常温固体の記録媒体を使用
する場合、記録媒体を加熱溶融し、溶融状態を保持しつ
つ、予備加熱及び発泡加熱を行う。

【００５４】常温固体の記録媒体を溶融状態に保つため
に、記録装置には、図１０に示すようにタンク２１、供
給路２２及び記録ヘッド２３に加熱手段２０及び２４を
設けるとよい。加熱手段２０及び２４は、温度制御手段
２６により所定温度に設定される。

【００５５】常温固体の記録媒体は、熱溶融性固体物質
と着色剤とを少なくとも含有し、更に、必要に応じて物
性を調整するための添加剤、あるいは、アルコール等の
常温で液体の有機溶剤等を含有するものである。

【００５６】常温固体の記録媒体は、その融点が３６℃
〜２００℃の範囲にあるものが望ましい。３６℃を下回
る場合には、室温の変化によっては記録媒体が溶けて手
などを汚すおそれがあり、２００℃を越える場合には、
記録媒体を液化するために大きなエネルギーが必要とな
る。より好ましくは、その融点が３６℃〜１５０℃の範
囲が望ましい。

【００５７】常温固体の記録媒体に含有する熱溶融性固
体物質としては、例えば、アセトアミド、ｐ−バニリ
ン、ｏ−バニリン、ジベンジル、ｍ−アセトトルイジ
ン、安息香酸フェニル、２，６−ジメチルキノリン、
２，６−ジメトキシフェノール、ｐ−メチルベンジルア
ルコール、ｐ−ブロモアセトフェノン、ホモカテコー
ル、２，３−ジメトキシベンズアルデヒド、２，４−ジ
クロルアニリン、ジクロロキシリレン、３，４−ジクロ
ロアニリン、４−クロロ−ｍ−クレゾール、ｐ−ブロモ
フェノール、シュウ酸ジメチル、１−ナフトール、ジブ
チルヒドロキシトルエン、１，３，５−トリクロロベン
ゼン、ｐ−ｔｅｒｔ−ペンチルフェノール、デュレン、
ジメチルｐフェニレンジアミン、トラン、スチレングリ
コール、プロピオンアミド、炭酸ジフェニル、２−クロ
ロナフタレン、アセナフテン、２−ブロモナフタレン、
インドール、２−アセチルピロール、ジベンゾフラン、
ｐ−クロロベンジルアルコール、２−メトキシナフタレ
ン、チグリン酸、ｐ−ジブロモベンゼン、９−ヘプタデ
カノン、１−テトラデカナミン、１，８−オクタンジア
ミン、グルタル酸、２，３−ジメチルナフタレン、イミ
ダゾール、２−メチル−８−ヒドロキシキノリン、２−
メチルインドール、４−メチルビフェニル、３，６−ジ
メチル−４−オクチン−ジオール、２，５−ジメチル−
３−ヘキシン−２，５−ジオール、２，５−ジメチル−
２，５−ヘキサンジオール、エテレンカーボネート、
１，８−オクタンジオール、１，１−ジエチル尿素、ｐ
−ヒドロキシ安息香酸ブチル、２−ヒドロキシ−ナフト
エ酸メチル、８−キノリノール、ステアリルアミンアセ
テート、１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオ
ン、ｍ−ニトロ安息香酸メチル、しゅう酸ジメチル、フ
タライド、２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオー
ル、８−キノリノール、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルエタノー
ルアミン、グリコール酸、ジアセチルモノオキシムおよ
びアセトキシム等の一種又は二種以上を混合して用いる
ことができる。

【００５８】上記の熱溶融性固体物質は、種類によって
吐出特性に特に優れたものや、保存性に特に優れたも
の、あるいは、被記録材上でのにじみが極端に少ないも
のなど色々と特徴がある。従って、使用目的に応じて上
記熱溶融性固体物質の中から適宜選択して記録媒体に使
用するとよい。

【００５９】熱溶融性固体物質の融点をＴｍ、沸点（１
気圧における沸点。以下同様）Ｔｂとしたとき、前述の
熱溶融性固体物質のうち下記の式（Ａ）および（Ｂ）を
いずれも満たす熱溶融性固体物質を用いると、記録像の
定着性に優れると共に、熱エネルギーを吐出エネルギー
へと効率よく変換できる常温固体の記録媒体が得られ
る。

【００６０】３６℃≦Ｔｍ≦１５０℃…（Ａ）１５０℃≦Ｔｂ≦３７０℃…（Ｂ）沸点Ｔｂは更に２００℃≦Ｔｂ≦３４０℃であることが
好ましい。

【００６１】常温固体の記録媒体に含有する着色剤とし
ては、従来公知の直接染料、酸性染料、塩基性染料、分
散染料、建染染料、硫化染料、油溶性染料等の各種染料
及び顔料が有効である。特に好ましく使用しうる染料と
しては、次に示すカラーインデックス記載の油溶性染料
が挙げられる。

【００６２】Ｃ．Ｉ．ＳｏｌｖｅｎｔＹｅｌｌｏｗ
１，２，３，４，６，７，８，１０，１２，１３，１
４，１６，１８，１９，２１，２５，２５：１，２８，
２９等Ｃ．Ｉ．ＳｏｌｖｅｎｔＯｒａｎｇｅ１，２，３，
４，４：１，５，６，７，１１，１６，１７，１９，２
０，２３，２５，３１，３２，３７，３７：１等Ｃ．Ｉ．ＳｏｌｖｅｎｔＲｅｄ１，２，３，４，
７，８，１３，１４，１７，１８，１９，２３，２４，
２５，２６，２７，２９，３０，３３，３５等Ｃ．Ｉ．ＳｏｌｖｅｎｔＶｉｏｌｅｔ２，３，８，
９，１０，１１，１３，１４，２１，２１：１，２４，
３１，３２，３３，３４，３６，３７，３８等Ｃ．Ｉ．ＳｏｌｖｅｎｔＢｌｕｅ２，４，５，７，
１０，１１，１２，２２，２５，２６，３５，３６，３
７，３８，４３，４４，４５，４８，４９等Ｃ．Ｉ．ＳｏｌｖｅｎｔＧｒｅｅｎ１，３，４，
５，７，８，９，２０，２６，２８，２９，３０，３
２，３３等Ｃ．Ｉ．ＳｏｌｖｅｎｔＢｒｏｗｎ１，１：１，
２，３，４，５，６，１２，１９，２０，２２，２５，
２８，２９，３１，３７，３８，４２，４３等Ｃ．Ｉ．ＳｏｌｖｅｎｔＢｌａｃｋ３，５，６，
７，８，１３，２２，２２：１，２３，２６，２７，２
８，２９，３３，３４，３５，３９，４０，４１等

【００６３】更に、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸
化亜鉛、リトポン、酸化チタン、クロムエロー、カドミ
ウムエロー、ニッケルチタンエロー、ネーブルスエロ
ー、黄色酸化鉄、ベンガラ、カドミウムレッド、硫化水
銀カドミウム、紺青、群青等の無機顔料やカーボンブラ
ック、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、トリフェニ
ルメタン系顔料、バッド系顔料等の有機顔料も好ましく
用いられる。

【００６４】また、常温固体の記録媒体には、必要に応
じて常温で液体の有機溶剤、例えば、１−ヘキサノー
ル、１−ヘプタノール、１−オクタノール等のアルコー
ル類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ト
リエチレングリコール等のアルキレングリコール類、そ
の他ケトン類、ケトアルコール類、アミド類、エーテル
類等のものを含有しても構わない。これら有機溶剤は、
記録媒体中に発生する泡を大きく成長させる。

【００６５】上記有機溶剤の沸点は、１５０℃以上のも
のが好ましい。

【００６６】以上のほか、常温固体の記録媒体には、酸
化防止剤、分散剤、防錆剤等の各種添加剤を含有しても
よい。

【００６７】常温固体の記録媒体において、熱溶融性固
体物質の含有量は、記録媒体に対して５０〜９９重量
％、さらには６０〜９５重量％、着色剤の含有量は、記
録媒体に対して１〜２０重量％、さらには３〜１５重量
％、必要に応じて含有する有機溶剤は、記録媒体に対し
て０〜１０重量％含有するのが好ましい。

【００６８】以上説明したように、本発明の噴射記録方
法によると、まず、予備加熱パルスの印加によってヒー
ター２の周囲の記録媒体が加熱され、記録媒体の温度が
上昇する。次に、ヒーター２への発泡パルスの印加によ
って気泡６が成長する際、気泡６の周囲の記録媒体の温
度が上述のように高いことにより、その粘性が比較的小
さい状態にある。従って、発泡パルスの印加によって発
生する気泡６は、その成長方向に対するインクの抵抗が
小さくなり、成長速度が大きく、また、比較的大きな気
泡となることができる。

【００６９】この結果、吐出口より吐出する記録媒体小
滴の吐出速度が向上する。また、泡６が大きく成長して
泡６が外気と連通しやすくなるため、ヒーター２の吐出
口側端部と吐出口との間（以下、ＯＨ間）の記録媒体が
ほぼ全て吐出する。従って、本発明によれば、記録媒体
小滴の吐出速度が向上すると共に、吐出量が一定する。

【００７０】更に、本発明の噴射記録方法によれば、記
録媒体を吐出させるための熱エネルギーを減少させるこ
とができる。このことを図１１の例を用いて以下に説明
する。

【００７１】即ち、図１１（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示
すように、同一の体積のインク滴を吐出するのに、図１
１（ａ）に示す例の場合、従来の単一パルスでは、パル
ス幅が３．０μｓｅｃであるのに対し、本発明の場合、
その総パルス印加時間は２．４μｓｅｃ（０．３×３＋
１．５）となる（電圧は双方とも等しい）。

【００７２】図１１（ｂ）に示す本発明の場合、図１１
（ａ）に比べて予備加熱のパルス幅を増加し、その分、
パルスとパルスの間隔を長くすると共に、パルス数を減
じて、発泡加熱のパルス幅を長くしたパルスシリーズを
示している。この場合も従来の単一パルスでは、パルス
幅が３μｓｅｃであるのに対して、本発明では（１．７
＋０．５×２）＝２．７μｓｅｃとなっている。

【００７３】図１１（ｃ）でも、従来の単一パルスでは
パルス幅が７μｓｅｃであるのに対して、本発明では
（４．０＋０．４×５）＝６．０μｓｅｃと短くなって
いる。

【００７４】以上の説明では、予備加熱パルス及び発泡
加熱パルスをヒーター２により印加する態様としたが、
ヒーター２の代わりにレーザー光を用いてもよい。

【００７５】

【実施例】以下、実施例を用いて本発明を説明する。

【００７６】実施例１図２の記録ヘッドを設けた図１の記録装置により記録を
行った。

【００７７】記録ヘッドのノズル１５の寸法は、高さが
２２μｍ、幅が３０μｍ、ヒーター２の寸法は、幅２２
μｍ、長さ１８μｍ、ヒーター２の位置は、ＯＨ間の距
離が３０μｍであった。ノズルの本数は、１インチ当た
り４００本の密度で、４８本であった。

【００７８】記録媒体は、下記成分を均一に混合溶解し
た後、孔径０．４５μｍのポリフッ化エチレン系繊維製
フィルタで濾過して得た。こうして得た記録媒体の粘度
は、２０℃で２．０ｃｐｓであった。

【００７９】Ｃ．Ｉフードブラック２３．０重量％ジエチレングリコール１５．０重量％Ｎ−メチル−２−ピロリドン５．０重量％イオン交換水７７．０重量％

【００８０】ヒーター２に印加した予備加熱パルス及び
発泡加熱パルスを、図１２に示した。予備加熱パルス
は、パルス幅０．６μｓｅｃ．のパルスを３．２μｓｅ
ｃ．の間隔で５個連ねたものとした。発泡加熱パルス
は、パルス幅４．０μｓｅｃ．の単一パルスとした。最
後の予備加熱パルスと、発泡加熱パルスとの間隔は３．
２μｓｅｃ．とした。パルス電圧は予備加熱パルス、発
泡加熱パルス共に８．５Ｖとした。以上の予備加熱パル
ス及び発泡加熱パルスを、２５０μｓｅｃ．の繰り返し
周期（駆動周波数４ｋＨｚ）で駆動した。

【００８１】以上の条件で、１画素ごとの市松模様にな
るように画信号を４８個のヒーター２に与えて記録媒体
を吐出し、普通紙（市販のコピー紙）に記録を行った。
その結果、記録紙上には濃度ムラのない所望の市松模様
のパターンが作画された。この画像を拡大して観察した
ところ余分な記録媒体の飛散や、地汚れのない鮮明な画
像であった。

【００８２】また、発泡及び記録媒体の吐出を、ガラス
製の透明天板４の上方から、パルス光源及び顕微鏡を用
いて観察した。その結果、発泡開始から３μｓｅｃ．後
に泡が外気と連通していた。また、記録媒体の吐出速度
は１８ｍ／ｓｅｃ．であった。

【００８３】実施例２実施例１の記録装置及び記録媒体を用い、図１３に示す
予備加熱パルス及び発泡加熱パルスにより記録を行っ
た。

【００８４】図１３に示すように、予備加熱パルスはパ
ルス幅１０μｓｅｃ．、パルス電圧４．０Ｖの単一パル
スとした。発泡加熱パルスは、パルス幅２．０μｓｅ
ｃ．、パルス電圧１５．０Ｖの単一パルスとした。予備
加熱パルスと発泡加熱パルスとの間隔はゼロとした。以
上の予備加熱パルス及び発泡加熱パルスを、２５０μｓ
ｅｃ．の繰り返し周期（駆動周波数４ｋＨｚ）で駆動し
た。

【００８５】以上の条件で、実施例１と同様のパターン
を形成したところ、同様の鮮明な画像を得ることができ
た。

【００８６】また、実施例１と同様に発泡及び吐出を観
察したところ、発泡開始から３μｓｅｃ．後に泡が外気
と連通していた。また、記録媒体の吐出速度は１３ｍ／
ｓｅｃ．であった。

【００８７】比較例１図１２に示すパルスのうち、発泡加熱パルスのみをヒー
ター２に印加して、その他は実施例１と同様にして記録
を行った。その結果、すぐに記録媒体が吐出しなくなっ
た。

【００８８】実施例３常温固体の記録媒体を用いて、図２の記録ヘッドを設け
た図１０の記録装置により記録を行った。

【００８９】記録ヘッドのノズル１５の寸法は、高さが
２３μｍ、幅が３５μｍ、ヒーター２の寸法は、幅２８
μｍ、長さ３０μｍ、ヒーター２の位置は、ＯＨ間の距
離が３０μｍであった。ノズルの本数は、１インチ当た
り４００本の密度で、４４本であった。

【００９０】常温固体の記録媒体は、下記成分を均一に
混合溶解した後、加熱状態で孔径０．４５μｍのポリフ
ッ化エチレン系繊維製フィルタで濾過した後、冷却して
得た。

【００９１】Ｃ．Ｉ．ＳｏｌｖｅｎｔＢｌａｃｋ３５．０重量％アセトアミドｍｐ＝８２℃ ７５．０重量％パラフィンワックスｍｐ＝６９℃ ２０．０重量％（ＨＮＰ−１１日本精ろう（株）製）

【００９２】上記のインクを加熱手段２２及び２４によ
り９５℃に加熱して溶融し、図１４に示す予備加熱パル
ス及び発泡加熱パルスをヒーター２に印加した。予備加
熱パルスは、パルス幅０．５μｓｅｃ．のパルスを１．
４μｓｅｃ．の間隔で４０個連ねたものとした。発泡加
熱パルスは、パルス幅２．５μｓｅｃ．の単一パルスと
した。最後の予備加熱パルスと、発泡加熱パルスとの間
隔は１．４μｓｅｃ．とした。パルス電圧は予備加熱パ
ルス、発泡加熱パルス共に１５．０Ｖとした。以上の予
備加熱パルス及び発泡加熱パルスを、１０００μｓｅ
ｃ．の繰り返し周期（駆動周波数１ｋＨｚ）で駆動し
た。

【００９３】以上の条件で、１画素ごとの市松模様にな
るように画信号を１６個のヒーター２に与えて記録媒体
を吐出し、普通紙（市販のコピー紙）に記録を行った。
その結果、記録紙上には濃度ムラのない所望の市松模様
のパターンが作画された。この画像を拡大して観察した
ところ余分な記録媒体の飛散や地汚れのない鮮明な画像
であった。また、この画像の定着時間は短く、記録後５
秒後に画像を手でこすっても汚れは発生しなかった。

【００９４】また、発泡及び記録媒体の吐出を、ガラス
製の透明天板４の上方から、パルス光源及び顕微鏡を用
いて観察した。その結果、発泡開始から３μｓｅｃ．後
に泡が外気と連通していた。また、記録媒体の吐出速度
は１２ｍ／ｓｅｃ．であった。

【００９５】実施例４常温固体の記録媒体を用いて、実施例３と同じ記録装置
により記録を行った。

【００９６】常温固体の記録媒体は、下記成分を均一に
混合溶解した後、加熱状態で孔径０．４５μｍのポリフ
ッ化エチレン系繊維製フィルタで濾過した後冷却して得
た。

【００９７】Ｃ．Ｉ．ＳｏｌｖｅｎｔＢｌａｃｋ３３．０重量％ ε−カプロラクタムｍｐ＝６９℃ ８３．０重量％マイクロクリスタリンワックスｍｐ＝８４℃ １４．
０重量％（Ｈｉ−Ｍｉｃ１０８０、日本精ろう（株）製）

【００９８】上記のインクを加熱手段２２及び２４によ
り１００℃に加熱して溶融し、図１５に示す予備加熱パ
ルス及び発泡加熱パルスをヒーター２に印加した。

【００９９】図１５に示すように、予備加熱パルスはパ
ルス幅１２．５μｓｅｃ．、パルス電圧８．０Ｖの単一
パルスとした。発泡加熱パルスは、パルス幅２．５μｓ
ｅｃ．、パルス電圧１５．０Ｖの単一パルスとした。予
備加熱パルスと発泡加熱パルスとの間隔はゼロとした。
以上の予備加熱パルス及び発泡加熱パルスを、１０００
μｓｅｃ．の繰り返し周期（駆動周波数１ｋＨｚ）で駆
動した。

【０１００】以上の条件で、実施例３と同様のパターン
を形成したところ、同様の鮮明な画像を得ることができ
た。記録終了後５秒後に、画像を手でこすっても汚れは
発生しなかった。

【０１０１】また、実施例１と同様に発泡及び吐出を観
察したところ、発泡開始から３μｓｅｃ．後に泡が外気
と連通していた。また、記録媒体の吐出速度は１１ｍ／
ｓｅｃ．であった。

【０１０２】比較例２図１４に示すパルスのうち、発泡加熱パルスのみをヒー
ター２に印加して、その他は実施例３と同様にして記録
を行った。その結果、記録媒体の記録紙上での着弾位置
に、多少バラツキが出た。実施例１と同様に発泡及び吐
出を観察したところ、記録媒体の吐出速度は１ｍ／ｓｅ
ｃ．と遅かった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記録方法に使用する記録装置の一例を
示す概略図である。

【図２】図１に示す記録装置で使用する記録ヘッドの一
例を示す概略図である。

【図３】本発明の記録方法に使用する記録装置の一例を
示す概略図である。

【図４】本発明の記録方法の原理を示すために、記録媒
体を供給した記録ヘッドの一例を示す断面図である。

【図５】泡が外気と連通しない場合の、泡の内圧変化と
泡の体積変化の例を示したグラフである。

【図６】泡が外気と連通する場合の、泡の内圧変化と泡
の体積変化の例を示したグラフである。

【図７】泡が外気と連通する場合の、泡の内圧変化、泡
の体積変化、更に泡の体積変化率の例を示したグラフで
ある。

【図８】本発明の記録方法の原理を示すために、記録媒
体を供給した記録ヘッドの他の例を示す断面図である。

【図９】本発明の記録方法で印加する予備加熱パルスの
例を示す図である。

【図１０】本発明の記録方法に使用する記録装置の他の
例を示す概略図である。

【図１１】本発明の記録方法で印加する予備加熱パルス
及び発泡加熱パルスと、従来の記録方法で印加するパル
スとの比較を示す図である。

【図１２】実施例１で印加する予備加熱パルス及び発泡
加熱パルスを示す図である。

【図１３】実施例２で印加する予備加熱パルス及び発泡
加熱パルスを示す図である。

【図１４】実施例３で印加する予備加熱パルス及び発泡
加熱パルスを示す図である。

【図１５】実施例４で印加する予備加熱パルス及び発泡
加熱パルスを示す図である。

【図１６】従来の記録方法の一例を示す断面図である。

【図１７】従来の記録方法の他例を示す断面図である。

【図１８】従来の記録方法の他例を示す断面図である。

【図１９】従来の記録方法の他例を示す断面図である。

【符号の説明】

１基板２ヒーター３記録媒体４天板５オリフィス６泡７小滴８壁１０液室１１インク供給口１４壁１５ノズル２０、２４加熱手段２１タンク２２供給路２３記録ヘッド２５駆動回路２６温度制御手段２７記録紙１０２キャリッジ１０３ガイドレール１０４、１０５搬送ローラ

フロントページの続き (72)発明者浅井朗東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者滝沢 ▲吉▼久東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者八重樫尚雄東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者城田勝浩東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者大熊典夫東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者宮川昌士東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開昭61−249768（ＪＰ，Ａ) 特開平３−15556（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−185455（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−33648（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−249763（ＪＰ，Ａ) 特開平２−74351（ＪＰ，Ａ) 特開平３−43254（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/05

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体を加熱して前記記録媒体内に泡
を発生させる工程と、前記泡により前記記録媒体を吐出
口から吐出させる工程とを有し、前記泡を発生させる前
記加熱の前に、予備加熱を行うと共に、発生した前記泡
が、該泡の内圧が外気圧以下であるときに外気と連通す
ることを特徴とする噴射記録方法。
【請求項２】前記予備加熱を、単一のパルスにより行
う請求項１記載の噴射記録方法。
【請求項３】前記予備加熱を、複数のパルスにより行
う請求項１記載の噴射記録方法。
【請求項４】前記予備加熱を、単一の予備加熱パルス
により行ない、その後前記予備加熱パルスよりも電圧の
高い発泡加熱パルスにより前記泡を発生させる請求項１
記載の噴射記録方法。
【請求項５】前記記録媒体として、常温で液体の記録
媒体を用い、前記予備加熱を２〜３０個のパルスで行う
請求項１記載の噴射記録方法。
【請求項６】前記記録媒体として、常温で固体の記録
媒体を用い、前記予備加熱を１０〜６０個のパルスで行
う請求項１記載の噴射記録方法。